Устройство для автоматического управления глубинно-насосной установки малодебитных нефтяных скважин

 

т

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистинеских

Республик (> >) 603744 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 29.09.75 (21)2176159/22-0 с присоединением заявки № (23) Приоритет (513 М, Кл.

Е 21 В 47/12

Государственный комитет

Совете Министров СССР оо делам нзооретеннй н открытий (43) Опубликовано 25.04.78, Бюллетень ¹15 (53) УДК 622.323,52 (088,8) (45) Дата опубликования описания 03.04.уб) (72) Авторы изобретения . Ю. -А. А. Махмудов, Г. Х. Алиев, О, К. Нусратов и А. В. Федяшин

Институт кибернетики AH Азербайджанской CCP (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГЛУБИННОНАСОСНОИ УСТАНОВКОЙ МАЛОДЕБИТНЫХ

НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН

Изобретение относится к нефтедобыче и предназначено для автоматического управления работой малодебитных глубиннонасосных нефтяных скважин, эксплуатирующихся в режиме периодической откачки жидкости. 5

Для повышения технико-экономических показателей малодебитных глубиннонасосных . скважин широко применяется режим автоматической периодической откачки, при котором глубиннонасосная установка включается s работу по истечении заданного времени накопления жидкости и останавливается как только уровень жидкости в эатрубном пространстве понижается до приема насоса.

Известно устройство для автоматической периодической эксплуатации малодебитных нефтяных скважин (1).

Недостатком такого устройства является. то, что при работе оно подвержено влиянию: различных случайных факторов, ненадежно, а также сложно по конструкции

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для.автоматического управления глубиннонасосной установкой малодебитных нефтяных скважин, содержащее датчик усилий, блок отключения двигателя станка — качалки, блок управления, выходы которого подключены к входам счетчика длительности импульса датчика усилий, счетчик циклов работы насоса и счетчик числа циклов незаполнения насоса, схему совпадения и схемы сравнения (2).

Устройство в каждом цикле работы глубинного насоса производит измерение длительности импульса датчика усилия, которая

1 сравнивается с уставкой данной Скважн ны, Если длительность импульса датчика усилия меньше уставки, то означает( что уровень жидкости в эатрубном пространстве еше не снизился до приема насоса.

Поэтому в следующем цикле работь . глубинного насоса аналогичные измерения длительности импульса датчика усилий и сравнение ее с уставкой продолжается.

Если длительность импульса датчика усилия больше или равно уставке, то схема сравнения вырабатывает сигнал, означающий, что, возможно, уровень жидкости в затрубном пространстве снизил603744

4 тепьности импульса 4 датчика усилий, прием выход делителя 10 подключен через схему сравнения 8 к входу блока управления, Устройство, кроме того, включает иксатор 12 нулевого уровня и формироватепь напряжения 13, Блок 2 состоит из триггера 14 и испол-, нительного репе 15.

На фиг. 2 и 3 приняты спедующие обозначения: Р - усилие, Т вЂ” дпительность одного периода работы глубинного насоса, и C — дпитепьность попупериодов импупь2. са датчика усилия, Кривая А, В, С (см. фиг, 2) соответствует спучвю полного заполнения насоса жидкостью, кривая А,В1,С (см. фиг. 3) соответствует случаю снижении уровня жидкости в затрубном пространстве . до приема насоса. Линии LlE и Й Е соответствуют фиксированию сигнапа Р Я, на нулевом уровне снизу, а линии T K и F, К1 соответствуют фиксированию сигнала P (с ) на нулевом уровне сверху.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал Р () с выхода датчика усилия поступает на вход фиксатора нулевого уровня 12 и фиксируется. на нулевом уровне сверху и снизу (пунктирные пинии ДЕ. FK и 01ЕДК ). . Это позвопяет независимо от изменения нуля датчика усилия получить сигнал P (t ) на постоянном уровне и фиксировать точки А, В и С„ которые определяют длительности попупериодов импульса датчика усилия 6$ и tg. Счетчиком дпительности импульса 4 датчика усилий 1 в каждом цикле работы глубинного насоса производится измерение длительности .попупериодов импульса датчика усилия t1 и t>,ò. е. счетчик 4 в течении времени 11 иt2 заполняется частотой 50 Гц с выхода формирователя 13. После подсчета счетчиком 4 длительности ее величина записывается в блок памяти 11, . а после подсчета длительности t>, ее величина подается в делитель 10. Делителем

t1

10 определяется величина " . Схемой

t сравнения 8 производится ср равнение полученного значения †-с постоянной величиЬ1

,2. ной равной 1,1.

Если >41, 1, то это означает,что насос а работает с полным заполнением и уровень жидкости в затрубном пространстве еще не снизился до приема насоса, Поэтому в следующем. цикле работы глубинного насоса .продолжаются аналогичные измерения Ь1и Ь

1.„1 ( определение отношения - — и сравнение его с постоянной величиной равной 1,1, Если — >1,1, то схема сравнения 8 выраФ.1 батыввет сигнал, означающий, что, возможно, уровень жидкости в затрубном пространстве снизился до приема насоса. Для проверки достоверности с момента появления пер30

3 ся до приема насоса. Для проверки достоверности с момента появления первого сигнала о снижении уровня жидкости до приема насоса в течение определенного времени подсчитывают число циклов рабо". 1 насоса 5 ф и число циклов незапопнения насоса, которьн далее сравнивают.

Недостатком этого устройства является то, что перед установкой устройства на скважине требуется проведение предваритепь-40 ных измерений дпя выявления значения уставки и1 поспедуюшей настройки на параметры этой скважины, что снижает его надежность.

Бель изобретения - повышение надежности работы устройства путем обеспечения его автоматической настройки на параметры скважины, не зависящих от исходных данных конкретной скважины.

Дпя этого устройство снабжено делителем и бпоком памяти, входы которого подключены соответственно к выходу блока упр авпения и к выходу счетчика длительности импульса датчика усилий, при этом выход блока памяти подключен к одному из входов делителя, второй вход которого подключен к выходу блока управления, а третий вход делителя соединен с выходом счетчика длительности импульса датчика усилий, причем выход делителя подключен через схему сравнения к входу блока управления.

Нв фиг. 1 дана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - . временная зависимость сигнала усилия, получаемого на выходе датчика усилия систеь тепединамометрироввния в случае полного звпопнения насоса жидкостью; на фиг, 3— временная зависимость сигнала усилия, получаемого на выходе датчика усилия систеМ тепединамометрирования; в случае непоп40 ного запопнения насоса жидкостью, в спу« чае снижения уровня жидкости, в затрубном пространстве до приема насоса.

Устройство имеет датчик 1 усилий, блок

2 отключения двигателя станка-качалки, 45 бпок управления 3, выходы которого подключены к входам счетчика 4 длительности импульса датчика усилий 1, счетчика 5 циклов работы нbcoca и счетчика 6 числа циклов неза50 полнения насоса, схему совпадения 7 и схе. мы сравнения 8 и 9.

Устройство снабжено делителем 10 и блоком памяти 11, входы которого подкпю чены соответственно к выходу блока управгения 3 и к выходу счетчика длитепьнос55 ти импупьса 4, Выход блока памяти 11 подключен к одному из входов делителя

10, второй вход которого подключен к выходу блока управления 3, а третий вход

60 делитепя соединен с выходом счетчика дпивого сигнала о снижении уровня жидкости до приема насоса блок управления 3 запускает счетчик 5 циклов работы насоса, кото- рый начинает подсчет числа пиклов работы насоса, и счетчик 6 числа циклов незапол- . нения насоса, подсчитывающий число циклов незаполнения насоса.

Схема совпадения 7 сравнивает содеожимое счетчика 6 с содержимым счетчика 5, B случае, если содержимое счетчика 6 мень —;о ше содержимого счетчика 5> то появление сигнала о снижении уровня жидкости в зат-. рубном пространстве до приема насоса считается случайным, и блок управления 3 восстанавливает схему в исходное состояние.>s

Начинается новый цикл проверки, В случае, если содержимое счетчика 6 равно содерх(имо««у счетчика 5, то на выходе схемы совпадения 7 вь« г рабатывается сигнал, который переключает выходной триггер 14, в результате чего 2«« отключается электродвигатель глубинного насоса от сети, производится общий сброс и устройство переходит к выдержке заданного времени накопления . >Кидкости, Задание времени накопления жидкости осуществляется объединенным разрядным двоичным счетчиком, который образуется за счет объединения счетчиков 4, 5 и 6, На вход объединенного счетчика постуйают импульсы с частотой 50 Гд с выхода форми- о рователя 13. После подсчета объединенным двоичным счетчиком определенного числа импульсов, соответствующих зада !ному времени накопления жидкости, на выходе схемы сравнения 9, связанной со:счетчиками 3S

4, 5 и 6, вырабатывается сигнал, который

««ер кцк «аеT выход!!О!. с! .::! г

ИОЕ «ОСТО«1«,:«, С1.:1 :.—: : СЯ !" . т«юпв«!гате «я

ТОР«! C TCg, Ф О Р м . а j! .-, О О !1

Устройство дця «: О «а с- «:"::

1«ця г «убич1«О»а -с с««О!! . T "» . «- .. < > - 1-, бцт1!ых !!е«««тя1«ь«х окнах !«1,, ООлер . T i,,-. ц чцк усцлцй, блок антк! 1- :р-,:;.$, -,,I l »=,-;KBKQ׫« «K!«б (Ah со jl R ji Х 1 «t t "О

РОГО ПОДКт1Ю !Е««Ы ъ rÕÑ Л»;: СЧЕТ:«ЦКс«g;ji: TÐ ..

««осТ«1 цм««ул-.са 1«-!Tч".(! ус !««И«к с «т !",:к;-, «1икпов рабО!ь! !«Осос =, !! !"- !-, -(ц «-а чц«-» ° «««;г -«О„.-:, незаполнен!«я цасо "c!, c>.E ..:" с:а.- —.:«-«Оц«!я

СРЯВ1«Е1«ЦЯ O ч Ц;! Ч а, Ц« g> P c

ТЕМ, ЧТО, C ПЕЛЫО 1«ОВК«ЦЦ-,!;;««1«аЕХ(1.ОСт» работы устройства. «..:О О . =- К«е «:-;- ;; «;--,. и Олоком памятц, р (О, «!.! 1((Tóicj-,НЫ СООТВЕТСТВЕ«1«О К Я«ХО- =:. О-:, пения и к ".,«КО««-1;.-;.-.— - .«:» . .. - - . О»- - . цм!1 льса !1j« - j««а vc"!!« «i -: . = " . «: " блока цамду ц полк п(1че;. к .;д!«О;;; j- л -«>;,с-,:: дЕЛИТЕПя, ВТОООЙ ВХО КотОООГО,OC.(—.1-.:«ьц к выходу блока y««оап;«е« .Ия, а гое1::i! г..;Оц пелцтеля соедц« ец «-. « . Хо,««О!.«;. е-тельностц цм««у!«ьса па".чц-; . уси ц

ВЫХОД ДЕЛИТЕЦЯ ПОИ;-;;*..,",-«C\! «О:.ОЗ «(;-..-не!!Ия к входу блока:-.ая-:.

HCT!»«Ц.-К Ц ЦЧ««;;,1(:;-- -,;- = мание прц экспертизе:

1 . Авторское с;1=!!",- .j ;-.". с:! ".-„- !

N 272230 кц Е ", j» /! О !:

2, Авторское свц-«ете««ьсг«О ССС! № 514945, кл. Е 2l 0 47/,! 2, 1 ;«7

6037 44 фиг 3

Составитель Н, Туленинов

Редактор Е. Токарева Техред 3 фанта Корректор Л. Небода

Заказ 2028/27 Тираж 734 Подписное

ДНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР .по дедам изобретений и открытий

113035, Москва, ЖД5. Раушскаа наб., д. 4/5

Фидиап ППП «Патент r. Ужгород, уп. Проектная, 4